Příklad výpočtu jednotryskového nízkotlakého vstřikovacího plynového hořáku

Mnoho kupujících zařízení (kotle, hořáky, kotelny) se snaží nezávisle určit možnou maximální nebo minimální spotřebu plynu nebo nafty během provozu kotle, hořáku a kotelny jako celku. Spotřebu paliva není vždy možné určit sami se 100% přesností. Spotřeba závisí na druhu použitého paliva a výkonovém rozsahu, ve kterém zařízení pracuje (kotel, hořák, kotelna nebo procesní jednotka).

Například plánujete stavbu kotelny o výkonu 1 MW (1000 kW) a potřebujete spočítat předběžnou spotřebu plynu nebo kapalného paliva, abyste zjistili případné finanční náklady spojené s provozem kotle. dům. Mnoho lidí se domnívá, že spotřeba paliva je dána výkonem kotle nebo kotelny. V praxi je takový výpočet chybný a neumožňuje určit požadovaný objem paliva.

Příklad předběžné kalkulace.
Jako počáteční údaje bereme:
— výkon kotelny: 1000 kW (1 MW);
— počet kotlů: 2 s jednotkovou kapacitou 500 kW nebo 0,5 MW, v tomto pořadí;
— účinnost kotle = 92 %;
— konvenční aerodynamický odpor ve spalovací komoře = 0 mbar;
— kotle jsou vybaveny plynovými hořáky: palivem je zemní plyn;
— kotelna pracuje na konstantní výkon bez přepínání na druhý stupeň (pracuje na maximální výkon);
— kotle jsou vybaveny jednostupňovými, dvoustupňovými, hladkými nebo modulačními hořáky (nemá vliv na spotřebu paliva při provozu kotelny na konstantní výkon);
— vypočtená výhřevnost zemního plynu: je akceptována výhřevnost plynu, kterou používají evropské společnosti ke stanovení spotřeby paliva, a výhřevnost obecně uznávaná v Evropě je 8,83 kW na m3/h.

Výpočet se provádí následovně:
Výkon hořáku potřebný k provozu kotle o výkonu 500 kW se vydělí konvenčně uznávanou výhřevností plynu. Pro provoz zvoleného kotle při účinnosti 92 % a aerodynamickém odporu 0 mbar získáme spalovací výkon hořáku rovný 543,45 kW (500/0,92 = 543,45 kW). V tomto případě získáme průměrnou spotřebu při stávajícím konstantním výkonu kotle a to: 543,45/8,83 = 61,55 m3/h plynu. Získaná data byla přesně vypočítána za podmínky, že hořák pracoval při konstantním maximálním výkonu jednoho kotle 0,5 MW (500 kW). Pro zjištění spotřeby plynu při provozu kotelny se dvěma kotli 500 kW je nutné vynásobit spotřebu paliva počtem kotlů.

Pro stanovení minimální spotřeby paliva (plyn nebo nafta) je nutné provést obdobný výpočet, ale nahradit maximální výkon kotle (500 kW) minimálním výkonem kotle.

Stanovením minimální a maximální spotřeby plynu nebo nafty získáte pouze rozsah možné spotřeby plynu nebo nafty. Skutečná spotřeba paliva bude záviset na mnoha ukazatelích (skutečná výhřevnost plynu, účinnost kotle, odpor v topeništi, rozsah regulace výkonu hořáku, typ regulace výkonu hořáku, povětrnostní podmínky). Abyste mohli optimálně regulovat výkon kotle nebo kotelny, budete muset instalovat hořáky s dvoustupňovým, plynule stupňovitým nebo modulačním typem regulace výkonu.

Způsob, který jsme uvedli pro předběžný výpočet spotřeby plynu nebo nafty, není hlavní a neposkytuje 100% záruku přesnosti stanovení skutečné potřeby tepla a paliva. K tomu se provádí „Výpočet potřeby tepla a paliva“, aby se navrhla a určila skutečná spotřeba plynu při provozu kotelny nebo technologického zařízení (pec, lakovací kabina, sušící jednotka a další zdroje tepla).
V případě dotazů na výběr hořáku do kotle, výběr optimálního vybavení a konzultace technologie, ceny a dodacích lhůt se prosím obracejte na obchodní oddělení telefonicky nebo emailem.

Použití materiálů odkaz na stránky je povinné.

Výrobci

Zpočátku se při správném výběru oběhového čerpadla pro otopnou soustavu určí potřeba tepla objektu, která se počítá pro nejchladnější období roku. Při návrhu je tento indikátor určen pomocí.

Výchozí údaje: tepelný výkon (tepelný výkon) plynového hořáku Q_T = 51200 W, zemní plyn se spalným teplem = 36 MJ/m3 a hustotou ρ = 0,73 kg/m3, tlak plynu před tryskou hořáku P_nom= 2000 Pa.

1. Vypočtený minimální tlak plynu před hořákem určíme pomocí vzorce 4.106

Protože zadaný tlak plynu před hořákem je větší než požadované minimum, počítáme při P_nom= 2000 Pa.

2. Určíme teoreticky potřebný objem vzduchu V_0, podle empirického vztahu v závislosti na jeho spalném teple (vzorec 4.123)

3. Nastavíme součinitel primárního vzduchu α΄_т = 50 %.

4. Objemový vstřikovací koeficient určíme pomocí vzorce 4.122

5. Určete jmenovitou hodinovou spotřebu plynu hořáku pomocí vzorce 4.112

6. Rychlost proudění plynu z trysky určíme pomocí vzorce 4.110, který předtím získal její tvar. Vybíráme nejběžnější tvar trysky s válcovou částí a úhlem kužele 45°.

Tabulka. 4.11, když jsme předem nastavili poměr = 0,35, najdeme koeficient proudění trysky φ = 0,84.

7. Průměr trysky plynového hořáku určíme pomocí vzorce 4.114

8. Zjistíme minimální délku válcové části trysky pomocí zvoleného poměru = 0,35.

9. Průměr hrdla směšovací trubky D určíme z výrazu 4.125

10. Určete průměr rozšířené části směšovací trubky (konfuzoru) D_к a průměr výstupu difuzoru D_d určíme podle vztahů 4.126

12. Délka hrdla mixéru l₂ a délka zmatku l _к definujeme a výrazy 4.127; 4.128

13. Určete délku konfuzoru l_к podle vzorce 4.129

13. Určete délku difuzoru l_d podle vzorce

Výpočet trysky vstřikovacího hořáku

14. Průměr otvorů pro výstup směsi plynu a vzduchu bereme jako rovný d_o = 4 mm, že na α΄_т =50 % odpovídá maximální rychlosti směsi plynu a vzduchu ω_cm = 2,8 m / s (obr. 4.26 а).

15. Celková plocha otvorů pro výstup směsi plynu a vzduchu je určena vzorcem

16. Počet otvorů

17. Otvory pro výstup směsi plynu a vzduchu jsou umístěny ve dvou řadách v šachovnicovém vzoru se vzdáleností mezi středy 13 mm (tabulka 4.12) a mezi řadami – 26 mm.

Délka trysky s koncovou částí l_н

Funkce provozu

Provozní vlastnosti plynových hořáků, které určují jejich stabilní a bezpečný provoz, jsou následující.

Stabilita spalování (hořáku) je určena nepřítomností oddělení a průrazu hořáku. Toho je dosaženo změnou polohy regulátoru primárního vzduchu při zapalování hořáku.

Bezpečnost provozu hořáku je zajištěna kvalitním spalováním plynu bez chemického podpalování a správným způsobem vypínání hořáků eliminujícím možnost prasknutí. Bouchnutí je výbuch směsi plynu a vzduchu uvnitř mixéru v okamžiku, kdy je plynový hořák vypnutý. V tomto okamžiku se směs plynu a vzduchu uvnitř zastaví. Současně dochází k přeskoku plamene a vznícení směsi plynu se vzduchem. V tomto případě směs exploduje. Chcete-li hořák vypnout bez prasknutí, musíte nejprve zcela uzavřít regulátor primárního vzduchu a přepnout hořák do režimu difúzního spalování.

Automatické vypnutí přívodu plynu do hořáku v případě jeho nouzového uhašení se provádí pomocí speciálních systémů plynové automatizace různých typů.

Sekvence zapínání hořáků. Místnost s plynovými spotřebiči je pečlivě větraná. Odsávací ventilační systém je zapnutý.

Pomocí proužku tenkého papíru se ujistěte, že za uváděným zařízením je tah. Otevřete kohoutek přenosného zapalovače, zapalte jeho baterku a použijte ji k zapálení stacionárního zapalovače (tato operace se shoduje se spuštěním bezpečnostního automatizačního systému plynu). Po aktivaci plynového bezpečnostního automatizačního systému se otevře ventil plynového hořáku pro spuštění. Regulátor primárního vzduchu je nastaven do polohy, která zajišťuje stabilní hořák (bez prokluzu nebo oddělení), průhledný, modré barvy, bez žlutých jazýčků. Před vypnutím plynového hořáku zavřete regulátor primárního vzduchu.

Hořáky s nuceným přívodem plynu a vzduchu (obr. 4.28) se používá v případech, kdy je potřeba vysoká teplota hořáku a za ztížených podmínek přívodu vzduchu. Jedná se o hořáky s relativně vysokým tepelným výkonem. Konstrukce hořáků tohoto typu je dvoukanálový trubkový systém. Hořlavý plyn je přiváděn pod tlakem vnitřním kanálem a vzduch nebo kyslík přes vnější kanál. Jelikož jsou obě složky hořlavé směsi přiváděny do hořáku pod přetlakem, dochází k jejich aktivnímu promíchávání v relativně krátkém úseku v zóně proudění trysky, což zajišťuje krátkou délku hořáku a vysokou teplotu spalování.

Pokud je hořák určen pro řezání a svařování kovů, používá se plyn s vysokým spalným teplem (například acetylén) a jako okysličovadlo kyslík. Hořáky tohoto typu jsou konstruovány tak, aby lokalizovaly tepelný tok na relativně malé ploše, a proto fungují jako hořáky plovoucí. V případě potřeby rozložení tepelné zátěže na vyhřívanou plochu se používají speciální resálové keramické trysky. Tyto trysky nejen znovu vyzařují teplo generované hořákem, ale také zajišťují lepší promíchání směsi plyn-vzduch a její dokonalejší spalování díky ohřevu ve spalovací zóně. Hořáky s nuceným přívodem plynu a vzduchu, vybavené dohřívačem, se používají ve výkonných topných zařízeních v pekařském a cukrářském průmyslu; Ve veřejném stravování se prakticky nepoužívají. Existují ojedinělé případy použití těchto hořáků v tepelných jednotkách pro požární čištění okopanin a také v některých výkonných kamnech na tuhá paliva přeměněných na plynové vytápění. Limitujícím faktorem pro použití těchto hořáků ve veřejném stravování je použití nízkotlakých plynových systémů (do 2000 Pa) v podnicích, zatímco hořáky s nuceným přívodem plynu a vzduchu pracují efektivněji v kombinaci se středotlakými nebo vysokotlakými systémy.